光电子技术实验指导书2009

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1、光电子技术实验指导书武汉理工大学信息工程学院电子科学与技术系24目录实验一光源特性测试1实验二光电二极管光照特性实验7实验三光电池特性实验11实验四光电探测器直流参数测试13实验五电光调制实验16实验六光电报警系统设计实验2124实验一光源特性测试一、实验目的1、测试LD/LED的功率－电流（P-I）特性曲线和电压－电流（V-I）特性曲线，计算阈值电流（Ith）和外微分量子效率。2、了解温度（T）对阈值电流（Ith）和光功率（P）的影响。二、实验内容1、测试在LD/LED的功率－电流（P-I）特性曲线和电压－电流（V-I）特性

2、曲线。2、测试LD温度特性。三、实验仪器1、LD激光二极管（带尾纤输出，FC型接口）1只2、LED发光二极管1只3、LD/LED电流源1台4、温控器（可选）1台5、光功率计1台6、积分球（可选）1个7、万用表1台四、实验原理激光二极管LD和发光二极管LED是光通讯系统中使用的主要光源。LD和LED都是半导体光电子器件，其核心部分都是P-N结。因此其具有与普通二极管相类似的V-I特性曲线，如图1所示。图1LD/LED的V-I特性曲线VTVI由V-I曲线我们可以计算出LD/LED总的串联电阻R和开门电压VT。在结构上，由于LED与

3、LD相比没有光学谐振腔。因此，LD和LED的功率与电流的P-I关系特性曲线则有很大的差别。LED的P-I曲线基本上是一条近似的线性直线。24LDLEDIthP图2LD/LED的P-I特性曲线I从图中可以看出LD的P-I曲线有一阈值电流Ith，只有在工作电流If>Ith部分，P-I曲线才近似一根直线。而在If

4、响也很大。随着温度的增加，LD的阈值逐渐增大，光功率逐渐减小，外微分量子效率逐渐减小。阈值与温度的近似关系可以表示为：式中，为室温，为室温下的阈值电流，为特征温度。不同温度下，LD的P-I曲线如图，根据此图可以求出LD的特征温度。图3LD的温度特性曲线Ith1Ith2IPT1T2(T2>T1)LD/LED电流源使用说明：1、本机为LD/LED专用测试设备，可广泛用于650nm、780nm、808nm、850nm、980nm、1310nm、1550nm等各种中小功率LD的电流测试及老化测试。设备内部带APC(AutomaticP

5、owerControl)电路及ACC(AutomaticCurrentControl)电路，可以实现以下三种功能：241）LD电流源2）Iop及Im电流测试3）LD恒功老化及恒流老化本产品的一大特色是设备内部带APC（AutomaticPowerControl）电路，这种电路是LD在实际应用时通常采用的一种恒功控制电路，可以控制LD输出恒定的光功率。因此，一只LD在本机上所表现的直流特性，将与它在实际应用时的直流特性完全一致。有了这种恒功控制电路，就可以长期通电对LD进行寿命及稳定性考核。比如，可将被测LD调到5mW输出，记录

6、该LD在通电1小时后、1天后、1月后、3月后工作电流（Iop）的变化量，从而反映出LD在应用产品（如光通信模块、DVD激光头等）中工作时的稳定性。2、其主要性能指标为：供给电流（Iop）max：150mA反馈电流(Im)max：2000uAIop的测量准确度：±0.5mAIm测量准确度：±5uA电源规格：输入：190V-250V，50/60Hz输出：直流+5V，500mA3、仪器面板结构图（如图4）图4①LD/LED电流显示②激光器背向探测电流显示③电源开关④LD/LED电流输出⑤DVD管、POINTER管切换开关（DVD管则

7、按下开关，POINTER管则弹起）⑥恒功、恒流切换开关⑦输出电流粗调旋钮⑧输出电流细调旋钮4、操作步骤241）将配套直流电源接入电流源后面电源输入接口处。通电之前，确保“粗调”“细调”旋钮在最小值位置。这样可防止冲击电流损坏LD。2）确认LD或LED已经插接良好后，打开电源开关。此时电源输出为零，LD或LED尚未发光。3）恒功测量：将切换开关拨到恒功档，顺时针缓慢调节输出功率“粗调”旋钮，观察电流变化，改调“细调”旋钮，可将LD工作电流调至要求的数值（可用一台光功率计同时来测量LD的输出功率）。通过Iop显示窗口可以读出输出电

8、流值，通过Im显示窗口可以读出背向探测电流值。注意：LED内部没有探测器，故不能用恒功档测试，只能用恒流档进行测试。4）恒流测量：将切换开关拨到恒流档，该方式下“细调”旋钮无效，Im窗口显示读数也无效。只需要调节输出功率“粗调”旋钮即可，通过Iop显示窗口可以读出输出电流值。